Livets
betydning
David Deutsch*
Indledning
Gen baseret forståelse af livet
Virtuel virkelighed
Livets astrofysiske indflydelse
Krystaller i multiverset
Terminologi
Sammendrag
Fra gamle tider til omkring det nittende århundrede blev det taget
for givet, at en eller anden speciel bevægende kraft eller faktor var
krævet for at få stoffet i levende organismer til at
opføre sig så bemærkelsesværdigt anderledes end
andet stof. Dette ville have den betydning, at der var to slags stof i
universet: levende stof og livløst stof, med
fundamentalt forskellige fysiske egenskaber. Tænk på en levende
organisme som en bjørn. Et fotografi af en bjørn ligner den
levende bjørn i visse henseender. Det samme gør livløse
genstande som en død bjørn, eller selv, i en meget
begrænset forstand, stjernebilledet Store Bjørn. Men kun levende
stof kan jage én gennem skoven, mens man springer rundt om
træer, fange én og rive én i stykker. Livløse ting
gør aldrig noget så formålstjenligt - eller det troede de
gamle. De havde naturligvis aldrig set et styret missil.
For Aristoteles og andre gamle filosoffer var den
mest iøjnefaldende egenskab ved levende stof dets evne til at
igangsætte bevægelse. De mente, at når livløst stof,
som en klippe, er kommet til hvile, bevæger det sig aldrig igen,
medmindre noget sparker til det. Men levende stof, som en bjørn i
dvale, kan være i hvile og så begynde at bevæge sig uden at
det bliver sparket. Med den moderne videnskabs fordele, kan vi sagtens finde
huller i disse almindeliggørelser og selve ideen om at
'igangsætte bevægelse' synes nu at være fejlopfattet: vi
ved nu, at bjørnen vågner på grund af elektrokemiske
processer i dens krop. Disse kan igangsættes af ydre 'spark' som
stigende temperatur eller ved et indre biologisk ur, som bruger langsomme
kemiske reaktioner til at holde øje med tiden. Kemiske reaktioner er
ikke andet end atomers bevægelse, så bjørnen er aldrig
helt i hvile. På den anden side kan en uraniumkerne, som bestemt ikke
er levende, forblive uforandret i milliarder af år og så, uden
nogen som helst stimulus, gå pludseligt og voldsomt i stykker. Så
det pålydende indhold af Aristoteles ide er i dag
værdiløst. Men han opfattede én, vigtig ting rigtigt, en
ting, som de fleste moderne tænkere har opfattet forkert. Ved at
prøve på at forbinde livet med et grundlæggende fysisk
begreb (men desværre det forkerte) anerkendte han, at livet er et af
naturens fundamentale fænomener.
Et fænomen er 'fundamentalt', hvis en
tilstrækkeligt dyb forståelse af verden afhænger af at
forstå det fænomen. Der er selvfølgelig forskellige
meninger om, hvilke aspekter ved verden det er værd at forstå og
derfor om, hvad der er dybt eller fundamentalt. Nogle ville sige, at
kærlighed er det mest fundamentale fænomen i verden. Andre tror,
at når man har lært visse hellige tekster udenad, forstår
man alt, hvad der er værd at forstå. Den forståelse, jeg
taler om, udtrykkes i fysikkens love og i logikkens og filosofiens principper.
En 'dybere' forståelse er en, der er mere almen, indarbejder flere
forbindelser mellem forskellige overfladiske sandheder, forklarer mere med
færre uforklarede antagelser. De mest fundamentale fænomener er
indviklet i forklaringen af mange andre fænomener, men forklares selv
kun af grundlæggende love og principper.
Ikke alle fundamentale fænomener har store
fysiske virkninger. Gravitationen har og den er virkelig et fundamentalt
fænomen. Men de direkte virkninger af kvanteinterferens, som de
skyggemønstre, der blev beskrevet i Skygger,
er ikke store. Det er endda temmelig svært at detektere dem
uvilkårligt. Ikke desto mindre har vi set, at kvanteinterferens er et
fundamentalt fænomen. Kun ved at forstå det, kan vi forstå
den grundlæggende kendsgerning om virkeligheden, nemlig eksistensen af
parallelle universer.
Det var indlysende for Aristoteles, at livet er
teoretisk fundamentalt og har store fysiske virkninger. Som vi vil se, havde
han ret. Men det var indlysende for ham af de helt forkerte grunde, nemlig
det levende stofs antagne distinkte mekaniske egenskaber og de levende
processers herredømme over Jordens overflade. Aristoteles mente, at
universet hovedsagelig består af det, vi nu kalder Jordens
biosfære (liv-bærende region), med nogle få ekstra stumper
- himmelsfærerne og Jordens indre - fæstnet foroven og forneden.
Hvis Jordens biosfære er hovedbestanddel i éns kosmos, vil man
naturligvis mene, at træer og dyr er mindst lige så vigtige som
klipper og stjerner i tingenes store plan, især hvis man ved meget lidt
om fysik eller biologi. Moderne videnskab har ført til den
næsten modsatte konklusion. Den kopernikanske revolution gjorde Jorden
underordnet en central, livløs Sol. Efterfølgende opdagelser i
fysik og astronomi viste ikke blot, at universet er enormt sammenlignet med
Jorden, men at det beskrives med enorm nøjagtighed af altomfattende
love, som slet ikke nævner livet. Charles Darwins evolutionsteori
forklarede livets oprindelse gennem termer, der ikke krævede nogen
særlig fysik og siden da har vi opdaget mange af livets detaljerede
mekanismer og heller ikke dér fundet nogen særlig fysik.
Disse iøjnefaldende videnskabelige succeser og
det almene ved den newtonske og især den efterfølgende fysik,
gjorde meget for at gøre reduktionismen attraktiv. Da man fandt, at
troen på afslørede sandheder ikke stemte overens med fornuften
(som kræver åbenhed over for kritik), længtes folk
alligevel efter et tingenes dybeste grundlag, som de kunne tro på. Selv
om de endnu ikke havde en reduktionistisk 'teori om alting' at tro på,
søgte de efter den. Det blev taget for givet, at et reduktionistisk
hierarki af videnskaber, baseret på subatomar fysik, var indviklet i
det videnskabelige verdenssyn og derfor blev det kun kritiseret af falske
forskere og andre, som gjorde oprør mod selve videnskaben. På
det tidspunkt, da jeg lærte biologi i skolen, havde det emnes status
således ændret sig til det modsatte af det Aristoteles mente var
indlysende. Livet blev overhovedet ikke betragtet som fundamentalt. Selve
termen 'naturhistorie' - som betyder biologi - var blevet en anakronisme.
Fundamentalt var naturen fysik. Jeg overforenkler kun en smule, hvis jeg
karakteriserer det fremherskende synspunkt som følger. Fysik havde en
sidegren, kemi, som studerede atomernes vekselvirkninger. Kemi havde en
sidegren, organisk kemi, som studerede egenskaberne ved forbindelser af
grundstoffet carbon. Derefter havde organisk kemi en sidegren, biologi, som
studerede de kemiske processer, vi kalder liv. Kun fordi vi
tilfældigvis er en sådan proces, var denne fjerne sidegren
af et fundamentalt emne interessant for os. Modsat blev fysikken betragtet
som indlysende vigtig i sig selv, fordi hele universet, livet inkluderet,
retter sig efter dens principper.
Mine klassekammerater og jeg skulle lære et
antal 'karakteristika ved levende ting' udenad. Disse var kun beskrivende. De
henviste kun sparsomt til fundamentale begreber. Det skal indrømmes,
at (loko)motion var et af dem - et dårligt defineret ekko af den
aristolske ide - men respiration og ekskretion var også
blandt dem. Der var også reproduktion, vækst og det
mindeværdige irritabilitet, som betød, at hvis man
sparker det, sparker det tilbage. Det, som disse antagne karakteristikker ved
livet mangler i elegance og dybsindighed, retfærdiggør de ikke i
nøjagtighed. Som Dr Johnson fortalte os, er enhver virkelig genstand
'irritabel'. På den anden side har vira ingen respiration, vækst,
ekskretion eller bevægelse (medmindre man sparker til dem), men de er
levende. Og sterile menneskelige væsner reproducerer ikke, alligevel er
de også i live.
Grunden til at hverken Aristoteles' synspunkt eller
min skoles lærebøger indfangede bare en god taksonomisk
distinktion mellem levende og livløse ting, for ikke at tale om noget
dybere, er, at de begge rammer ved siden af pointen om, hvad levende ting er
(en fejltagelse som bedre kan tilgives Aristoteles, for på hans tid
vidste ingen bedre). Moderne biologi prøver ikke på at definere
livet ved nogen karakteristisk fysisk attribut eller substans - nogen levende
'essens' - som kun livet er beriget med. Vi forventer ikke længere at
der er en sådan essens, fordi vi nu ved, at 'levende stof', stof i form
af levende organismer, ikke er livets grundlag. Det er kun en af livets
virkninger og livets grundlag er molekylært. Det er den kendsgerning,
at der findes molekyler, der forårsager, at visse miljøer laver
kopier af disse molekyler.
Sådanne molekyler kaldes replikatorer. Mere alment er en
replikator enhver entitet, som forårsager, at visse miljøer
kopierer den. Ikke alle replikatorer er molekyler. For eksempel er et
selv-kopierende computerprogram (som en computervirus) en replikator. En god
spøg er en anden replikator, for den forårsager, at dens
tilhørere fortæller den videre til yderligere lyttere. Richard
Dawkins har udmøntet udtrykket mem (rimer på 'cream') for
replikatorer der er menneskelige ideer, som jokes. Men alt liv på
Jorden er baseret på replikatorer, der er molekyler. Disse kaldes gener
og biologien er studiet af oprindelsen, strukturen og virkemåden af
gener og af deres virkninger på andet stof. I de fleste organismer
består et gen af en sekvens af mindre molekyler, af hvilke der er fire
forskellige slags, sat sammen i en kæde. Navnene på de molekyler
kæden kan bestå af (adenin, cytosin, guanin og thymin) forkortes
sædvanligt til A, C, G og T. Det forkortede navn for en kæde af
ethvert antal A, C, G og T molekyler, i enhver rækkefølge, er
DNA.
Gener virker som computerprogrammer, udtrykt som
sekvenser af A, C, G og T symboler i et standard sprog kaldet den genetiske
kode, som, med meget små variationer, er fælles for alt liv
på Jorden. (Nogle vira er baseret på en relateret type molekyle,
RNA, medens prioner i en vis forstand er selv-replikerende protein
molekyler). Særlige strukturer inde i hver organismes celler virker som
computere, der udfører disse genprogrammer. Udførelsen
består af fabrikation af visse molekyler (proteiner) af enklere
molekyler (aminosyrer) under visse ydre omstændigheder. For eksempel er
sekvensen 'ATG' en instruktion om at indarbejde aminosyren methionin i det
proteinmolekyle, der er under fabrikation.
Typisk 'tændes' et gen kemisk af kontrolgener i
visse af kroppens celler og instruerer så disse celler til at
fremstille det tilsvarende protein. For eksempel er hormonet insulin, der
kontrollerer blodsukkerets niveau i hvirveldyr, et sådant protein.
Genet til dets fremstilling er tilstede i næsten enhver celle i
kroppen, men det tændes kun i visse specialiserede celler i bugspytkirtlen
og da kun, når der er behov for det. På det molekylære
niveau er det alt, hvad et gen kan programmere sin cellulære computer
til at gøre: fremstil et bestemt stof. Men det lykkes generne at
være replikatorer, fordi disse kemiske programmer på lavt niveau
adderer sig, gennem lag på lag af kompleks kontrol og feedback, til
sofistikerede instruktioner på højt niveau. Tilsammen
udgør insulin genet og de gener, der er involverede i at tænde
og slukke for det, et fuldstændigt program til reguleringen af sukker i
blodstrømmen.
På samme måde er der gener, der
indeholder specifikke instruktioner for, hvordan og hvornår de og andre
gener skal kopieres og instruktioner for fremstillingen af yderligere
organismer af den samme art, inkluderende de molekylære computere, som vil
udføre alle disse instruktioner igen i næste generation. Der er
også instruktioner for, hvordan organismen som helhed bør svare
på stimuli - for eksempel hvornår og hvordan den bør jage,
æde, parre sig, kæmpe eller løbe bort. Og så videre.
Et gen kan kun virke som replikator i visse
miljøer. Ved at drage en analogi med en økologisk 'niche' (det
sæt miljøer i hvilke en organisme kan overleve og reproducere),
vil jeg også bruge termen niche for det sæt af alle mulige
miljøer, som en given replikator vil få til at lave kopier af
den. Et insulin gens niche inkluderer miljøer, hvor genet er placeret
i en celles kerne sammen med visse andre gener og selve cellen er passende
placeret inde i en fungerende organisme, på et hjemsted, der er
passende til opretholdelse af organismens liv og reproduktion. Men der er
også andre miljøer - som bioteknologi laboratorier, i hvilke
bakterier ændres genetisk, så de indarbejder genet - som på
samme måde kopierer insulin genet. Disse miljøer er også
en del af genets niche, ligesom en uendelig mængde andre mulige
miljøer, der er meget forskellige fra dem, hvori genet udvikledes.
Ikke alt, der kan kopieres, er en replikator. En
replikator forårsager, at dens miljø kopierer den: dvs.,
den bidrager årsagsmæssigt til sin egen kopiering. (Min
terminologi er lidt anderledes end Dawkins'. Alt hvad der kopieres, af
hvilken som helst grund, kalder han for en replikator. Det, jeg kalder en
replikator ville han kalde en aktiv replikator). Hvad det betyder at
bidrage årsagsmæssigt til noget, er et emne jeg vil vende tilbage
til, men hvad jeg mener her er, at tilstedeværelsen og den specifikke
fysiske form af replikatoren gør en forskel for, om kopiering
finder sted eller ej. Med andre ord kopieres den, hvis den er tilstede, men
hvis den blev erstattet af næsten enhver anden genstand, selv en
næsten lignende, ville den genstand ikke blive kopieret. For eksempel
forårsager insulin genet kun et lille trin i sin egen enormt
komplicerede replikationsproces (den proces, som er hele organismens
livscyklus). Men det overvældende flertal af varianter af det gen ville
ikke instruere celler til at fremstille et kemikalie, som kunne udføre
insulinets opgave. Hvis insulin generne i en individuel organismes celler
blev erstattet af lidt anderledes molekyler, ville den organisme dø
(med mindre den blev holdt i live på anden måde) og ville derfor
intet afkom få og disse molekyler ville ikke blive kopieret. Så
hvorvidt kopiering finder sted eller ej er ikke udelukkende følsomt
over for insulin genets fysiske form. Tilstedeværelsen af genet i dets
rigtige form og placering gør en forskel for, om kopiering finder
sted, hvilket udgør en replikator, selv om der findes utallige andre
årsager, der også bidrager til dets replikation. Så om
kopiering finder sted eller ej er stærkt følsomt for insulin
genets fysiske form. Tilstedeværelsen af genet i dets rigtige form og
placering gør en forskel for om kopiering finder sted, hvilket
gør det til en replikator, selv om der findes talrige andre
årsager, der også bidrager til dets replikation.
Sammen med generne er tilfældige
sekvenser af A, C, G og T, sommetider kaldet affalds DNA (junk DNA),
tilstede i de fleste organismers DNA. De kopieres også og videregives
til organismens afkom. Hvis en sådan sekvens imidlertid erstattes af
næsten enhver anden sekvens af lignende længde, kopieres den
stadig. Så vi kan udlede, at kopieringen af sådanne sekvenser
ikke afhænger af deres specifikke fysiske form. Ulig gener er affalds
DNA sekvenser ikke programmer. Hvis de har nogen funktion (og det vides ikke
om de har det), kan det ikke være at bære information af nogen
slags. Skønt de kopieres bidrager de ikke årsagsmæssigt
til deres egen kopiering og er derfor ikke replikatorer.
Det er faktisk en overdrivelse. Alt der kopieres
må have ydet i det mindste nogen årsagsmæssige bidrag til
den kopiering. Affalds DNA sekvenser er f.eks. lavet af DNA, hvilket tillader
den cellulære computer at kopiere dem. Den kan ikke kopiere andre
molekyler end DNA. Det er normalt ikke særligt oplysende at betragte
noget som en replikator, hvis dets årsagsmæssige bidrag til sin
egen kopiering er lille, skønt det at være en replikator strengt
taget er et spørgsmål om grad. Jeg vil definere en replikators grad
af tilpasning til et givet miljø, som den grad hvormed
replikatoren bidrager årsagsmæssigt til sin egen replikation i
det miljø. Hvis en replikator er veltilpasset til de fleste
miljøer i en niche, kan vi kalde den veltilpasset til nichen. Vi har
lige set, at insulin genet er yderst tilpasset til sin niche. Affalds DNA
sekvenser har en ubetydelig grad af tilpasning sammenlignet med insulin genet
eller noget andet ægte gen, men de er langt mere tilpassede den niche,
end de fleste molekyler er.
Bemærk, at for at kvantificere grader af
tilpasning er vi nødt til, ikke blot at betragte den replikator det
drejer sig om, men et område af varianter af den. Jo mere følsom
kopieringen i et givet miljø er overfor replikatorens eksakte fysiske
struktur, jo mere tilpasset er replikatoren til det miljø. For yderst
tilpassede replikatorer (som er de eneste, det er værd at kalde
replikatorer) behøver vi kun at betragte temmelig små
variationer, fordi de, under de fleste større variationer, ikke
længere ville være replikatorer. Så vi overvejer at
erstatte replikatoren med bredt lignende genstande. For at kvantificere
graden af tilpasning til en niche, må vi betragte replikatorens grad af
tilpasning til hvert miljø i nichen. Derfor må vi betragte
varianter i miljøet såvel som i replikatoren. Hvis de fleste af
en replikators varianter fejler i at få de fleste af miljøerne i
dens niche til at kopiere dem, så ville det heraf følge, at vor
replikators form er en signifikant grund til sin egen kopiering i den niche,
hvilket er det vi mener, når vi siger, at den er yderst tilpasset den
niche. Hvis, på den anden side, de fleste varianter af replikatoren
ville blive kopieret i de fleste af miljøerne i nichen, så
gør formen på vor replikator lille forskel, da kopiering ville
finde sted under næsten alle omstændigheder. I det tilfælde
giver vor replikator lille årsagsmæssigt bidrag til sin kopiering
og den er ikke yderst tilpasset den niche.
Så graden af en replikators tilpasning
afhænger ikke alene af hvad den replikator gør i sit aktuelle
miljø, men også af hvad et enormt antal andre genstande, af
hvilke de fleste ikke findes, ville gøre, i et enormt antal
andre miljøer end det aktuelle. Vi har mødt denne underlige
egenskab før. Nøjagtigheden af en virtuel-virkelighed
fremstilling afhænger ikke kun af de svar maskinen faktisk giver
på, hvad brugeren faktisk gør, men også af svar som den
ikke, i det aktuelle tilfælde, giver på ting som brugeren faktisk
ikke gør. Denne lighed mellem levende processer og virtuel virkelighed
er ingen tilfældighed, som jeg snart vil forklare.
Den vigtigste faktor, der bestemmer et gens niche, er
sædvanligvis, at genets replikation afhænger af
tilstedeværelsen af andre gener. For eksempel afhænger
replikationen af en bjørns insulin ikke alene af tilstedeværelsen
i bjørnens krop af alle dens andre gener men også af
tilstedeværelsen, i det ydre miljø, af gener fra andre
organismer. Bjørne kan ikke overleve uden føde og generne til
fremstilling af den føde eksisterer kun i andre organismer.
Forskellige typer gener, som behøver hinandens
samarbejde for at replikere, lever ofte sluttet sammen i lange DNA
kæder, en organismes DNA. En organisme er de slags ting - som et
dyr, plante eller mikrobe - som vi i dagligdagens vendinger sædvanligt
tænker på som værende i live. Men det følger af det
jeg har sagt, at 'i live' højst er en høflig titel, når
den anvendes om andre dele af en organisme end dens DNA. En organisme er
ikke en replikator: den er del af replikatorernes miljø -
sædvanligvis den vigtigste del efter de andre gener. Den resterende del
af miljøet er den type hjemsted, som kan bebos af organismen (som
bjergtoppe eller havbunden) og den særlige livsstil inde i den hjemegn
(som jæger eller filteræder), der sætter organismen i stand
til at overleve længe nok til, at dens gener kan blive replikeret.
I hverdagens sprog taler vi om, at organismer
'reproducerer sig selv'; dette var faktisk et af de antagne 'karakteristika
ved levende ting'. Med andre ord tænker vi på organismer som
replikatorer. Men det er unøjagtigt. Organismer kopieres ikke
under reproduktion; endnu mindre forårsager de deres egen kopiering. De
konstrueres på ny ud fra blåtryk, der er indbygget i
forældreorganismernes DNA. Hvis, f.eks., formen af en bjørns
næse ændres ved en ulykke, kan det ændre den særlige
bjørns livsstil og bjørnens chancer for at overleve til at
'reproducere sig selv' kan påvirkes til det bedre eller det
værre. Men bjørnen med den nye næse har ingen chance for
at blive kopieret. Hvis den får afkom, vil de have næser
af den oprindelige form. Men lav en ændring af det tilsvarende gen
(hvis man gør det lige efter bjørnen er undfanget,
behøver man kun ændre et molekyle), og ethvert afkom vil ikke
kun have næser af den nye form, men også kopier af det nye gen.
Dette viser, at hver næses form forårsages af det gen og ikke af
formen på nogen tidligere næse. Så formen på
bjørnens næse giver intet årsagsmæssigt bidrag til
formen på afkommets næse. Men formen af bjørnens gener
bidrager både til deres egen kopiering og til formen af bjørnens
næse og af dens afkoms næse.
Så en organisme er det nærmeste
miljø, der kopierer de virkelige replikatorer: organismens gener.
Traditionelt ville en bjørns næse og dens hule være blevet
klassificeret som levende og ikke-levende entiteter, respektivt. Men den
adskillelse har ikke sin rod i nogen betydningsfuld forskel. Rollen for
bjørnens næse er fundamentalt ikke forskellig fra hulens. Ingen
af dem er en replikator, skønt der hele tiden laves nye eksempler
på dem. Både næsen og hulen er kun dele af det
miljø, som bjørnens gener manipulerer medens de får sig
selv replikeret.
Denne gen-baserede forståelse af livet -
angående organismer som del af genernes miljø - har implicit
været en del af biologien siden Darwin, men den blev overset indtil
sidst i 1960'erne og ikke fuldt forstået før Richard Dawkins
udgav Det Selviske gen (1976) og The Extended Phenotype (1982).
Jeg vender nu tilbage til spørgsmålet om, hvorvidt livet er
et fundamentalt naturfænomen. Jeg har advaret mod den reduktionistiske
antagelse, at emergente fænomener, som livet, nødvendigvis er
mindre fundamentale end mikroskopiske fysiske fænomener er. Ikke desto
mindre forekommer alt det jeg lige har sagt, om hvad livet synes at pege
på, kun at være en bivirkning ved slutningen af en lang
kæde af bivirkninger. For det er ikke kun biologiens forudsigelser,
der i princippet reduceres til fysikkens: det er rent ud sagt også
forklaringerne. Som jeg har sagt, er de store forklarende teorier af
Darwin (i moderne versioner som den, der fremlægges af Dawkins) og
moderne biokemi, reduktive. Levende molekyler - gener - er kun molekyler, som
adlyder de samme fysik- og kemilove som livløse molekyler. De
indeholder ingen særlig substans eller har nogen særlige fysiske
attributter. De er tilfældigvis, i visse miljøer, replikatorer.
Egenskaben, at være en replikator, er yderst sammenhængende -
dvs. at den afhænger af indviklede detaljer i replikatorens
miljø: en entitet er en replikator i ét miljø og ikke i
et andet. Desuden afhænger egenskaben, at blive tilpasset til en niche,
ikke af nogen enkelt indbygget fysisk attribut, som replikatoren har på
det tidspunkt, men af virkninger, som den kan forårsage i fremtiden -
og herunder under hypotetiske omstændigheder (dvs. i varianter af
miljøet). Sammenhængende og hypotetiske egenskaber er essentielt
afledede, så det er svært at se, hvordan et fænomen, der
kun er karakteriseret af sådanne egenskaber, på nogen mulig
måde kan være et fundamentalt naturfænomen.
Hvad angår livets fysiske påvirkning er
konklusionen den samme: livets virkninger forekommer ubetydeligt små.
Efter hvad vi ved, er Jorden det eneste sted i universet, hvor liv
eksisterer. Vi har helt sikkert ikke set nogen vidnesbyrd om dets eksistens
andre steder, så selv om det er temmelig udbredt, er dets virkninger for
små til at kunne perciperes af os. Det vi ser hinsides Jorden, er et
aktivt univers, sydende af forskellige, magtfulde men totalt livløse
processer. Galakser roterer. Stjerner kondenserer, skinner, dør ud,
eksploderer og kollapser. Højenergipartikler og elektromagenetiske- og
gravitationelle bølger strømmer i alle retninger. Om livet er
eller ikke er til stede derude blandt alle de titaniske processer synes ikke
at gøre nogen forskel. Det forekommer, at ingen af processerne på
mindste måde ville blive påvirket, hvis liv var til stede. Hvis
Jorden blev indhyllet i et stort soludbrud, hvilket i sig selv er en
ubetydelig astrofysisk begivenhed, ville vor biosfære
øjeblikkeligt blive steriliseret og den katastrofe ville have så
lille virkning på Solen, som en regndråbe har på en vulkan
i udbrud. Udtrykt i dens masse, energi eller ethvert lignende astrofysisk
mål for betydning, er Jordens biosfære en ubetydelig
brøkdel selv af Jorden, alligevel er det en astronomisk sandhed, at
Solsystemet essentielt består af Solen og Jupiter. Alt andet
(inkluderende Jorden) er 'blot urenheder'. Desuden er Solsystemet en
ubetydelig del af vor galakse, Mælkevejen, som i sig selv er ubetydelig
blandt de mange i det kendte univers. Så det forekommer, som Stephen
Hawking formulerede det, 'Den menneskelige race er blot en kemisk skum
på en planet af moderat størrelse, der kredser omkring en
middelmådig stjerne i de ydre forstæder i én af omkring et
hundrede milliarder galakser'.
Således er det fremherskende syn på livet
i dag, at det i stedet for at være centralt, enten geometrisk,
teoretisk eller praktisk, tværtimod er af næsten uforstilbar
ubetydelighed. I dette billede er biologi et emne med samme status som
geografi. At kende Oxfords byplan er vigtig for os, der bor der, men uvigtigt
for dem, der aldrig besøger Oxford. På samme måde
forekommer det, at livet er en egenskab ved et eller andet provinsielt
område, eller måske områder, af universet, som er
fundamentalt for os, fordi vi er i live, men slet ikke fundamentalt, hverken
teoretisk eller praktisk, i tingenes større plan.
Men det er bemærkelsesværdigt, at denne
opfattelse er vildledende. Det er simpelthen ikke sandt, at livet er
ubetydeligt i sine fysiske virkninger, det er dets teoretiske udledning
heller ikke.
Lad mig, som et første trin til forklaring af
dette, forklare min tidligere bemærkning, at livet er en form for
virtuel virkelighed frembringer. Jeg har brugt ordet 'computere' om de
mekanismer, der udfører gen programmer inde i levende celler, men det
er en lidt slap terminologi. Sammenlignet med de computere til almene
formål, som vi fremstiller kunstigt, gør de mere på nogen
områder og mindre på andre. Det ville ikke være nemt at
programmere dem til at udføre tekstbehandling eller til at faktorisere
store tal. På den anden side udøver de fortræffelig
nøjagtig, interaktiv kontrol med svarene på et komplekst
miljø (organismen) og alt hvad der måtte ske med det. Og denne
kontrol er rettet mod at få miljøet til at virke tilbage
på generne på en specifik måde (nemlig at replikere dem)
sådan, at nettovirkningen på generne er så uafhængig
som muligt af, hvad der sker udenfor. Dette er mere end blot beregning. Det
er virtuel virkelighed fremstilling.
Analogien med den menneskelige teknologi til
fremstilling af virtuel virkelighed er ikke perfekt. For det første
gælder, at selv om gener er indhyllede, ligesom en bruger af virtuel
virkelighed er det, i et miljø, hvis detaljerede opbygning og
adfærd specificeres af et program (som generne selv indeholder), oplever
generne ikke det miljø, fordi de hverken har sanser eller oplevelser.
Så hvis en organisme er en virtuel virkelighed fremstilling
specificeret af dens gener, er det en gengivelse uden tilskuere. For det
andet bliver organismen ikke blot fremstillet, den bliver fabrikeret. Det er
ikke et spørgsmål om at 'narre' genet til at tro, at der er en
organisme derude. Organismen er virkelig derude.
Disse vanskeligheder er imidlertid uvigtige. Som jeg
har sagt fabrikerer al virtuel virkelighed det fremstillede
miljø fysisk. Indersiden af enhver virtuel virkelighed generator under
fremstillingen er præcist et virkeligt, fysisk miljø, fabrikeret
til at have egenskaberne, som er specificeret i programmet. Der er blot det,
at vi brugere sommetider vælger at tolke det som værende et andet
miljø, der tilfældigvis føles på samme måde.
Hvad angår fraværet af en bruger så
lad os udtrykkeligt overveje, hvad brugerens rolle i virtuel virkelighed er.
For det første er det at sparke til det fremstillede miljø og
at blive sparket tilbage - med andre ord at vekselvirke med miljøet
på en autonom måde. I det biologiske tilfælde
udføres rollen af det ydre hjemsted. For det andet er det at give intentionen
bag fremstillingen. Dvs. der er ingen fornuft i at tale om en bestemt
situation som værende en virtuel virkelighed fremstilling, hvis der
ikke findes et begreb som om fremstillingen er nøjagtig eller
unøjagtig. Jeg har sagt, at en fremstillings nøjagtighed er
dens nærhed, som perciperet af brugeren, af det fremstillede
miljø til det, man havde til hensigt at fremstille. Men hvad betyder
nøjagtighed for en fremstilling, som ingen havde intentioner om eller
ingen perciperer? Det betyder graden af tilpasning af generne til deres
niche. Vi kan udlede genernes 'intention' om at fremstille et miljø,
der vil replikere dem, fra Darwins udviklingsteori. Gener uddør hvis
de ikke udspiller den 'intention' så effektivt eller beslutsomt som
andre konkurrerende gener.
Så levende og virtuel virkelighed
fremstillinger er, bortset fra overfladiske forskelle, den samme slags
processer. De involverer begge den fysiske legemliggørelse af almene
teorier om et miljø. I begge tilfælde bruges disse teorier til
at virkeliggøre det miljø og til at kontrollere, interaktivt,
ikke blot dets øjeblikkelige udseende men også dets detaljerede
svar på almene stimuli.
Gener legemliggør viden om deres nicher.
Alt af fundamental betydning for livets fænomen afhænger af denne
egenskab og i og for sig ikke af replikation. Så nu kan vi
føre diskussionen hinsides replikatorer. I princippet kunne man
forestille sig en art, hvis gener var ude af stand til at replikere, men som
i stedet var tilpasset til at holde deres fysiske form uændret ved
fortsat selv-vedligeholdelse og ved at beskytte sig mod ydre indflydelser.
Det er usandsynligt, at en sådan art udvikler sig naturligt, men den
kunne måske konstrueres kunstigt. På samme måde som graden
af en replikators tilpasning defineres som graden, den bidrager
årsagsmæssigt til sin egen replikation, kan vi definere disse
ikke-replikerende geners grad af tilpasning ved graden, med hvilken de
bidrager til deres egen overlevelse i en bestemt form. Overvej en art hvis
gener var mønstre ætset i diamant. En almindelig diamant med en
tilfældig form kunne overleve æoner under et bredt område
af forhold, men den form er ikke tilpasset overlevelse, fordi en
anderledes formet diamant også ville overleve under lignende
omstændigheder. Men hvis de diamant-kodede gener hos vor hypotetiske
art forårsagede, at organismen opførte sig på en
måde som, f.eks., beskyttede diamantens ætsede overflade fra
korrosion i et fjendtligt miljø, eller forsvarede den mod andre
organismer, som ville prøve at ætse anden information i den,
eller mod tyve, som kunne skære og polere den til en ædelsten,
så ville den indeholde ægte tilpasninger for overlevelse i disse
miljøer. (Forresten har en ædelsten en grad af tilpasning
til overlevelse i miljøet på nutidens Jord. Mennesker
udsøger uslebne diamanter og ændrer deres form til
ædelsten. Men de udsøger ædelsten og bevarer deres former.
Så i dette miljø bidrager en ædelstens form
årsagsmæssigt til dens egen overlevelse).
Da fabrikationen af disse kunstige organismer
ophørte, kunne antallet af tilfælde af hvert ikke-replikerende
gen aldrig mere stige. Men det ville heller ikke falde, så længe
den viden, det indeholdt, var tilstrækkeligt til at
iværksætte dets overlevelsesstrategi i den niche, det beboede.
Efterhånden kunne en tilstrækkelig stor ændring i
hjemstedet eller opslidning forårsaget af uheld måske udslette
arten, men den kunne lige så godt overleve lige så længe
som mange naturligt forekommende arter. En sådan arts gener deler alle
virkelige geners egenskaber undtagen replikation. De indeholder især
den viden, der er nødvendig til at fremstille deres organismer just
på den måde, som virkelige gener gør.
Det er kundskabens overlevelse og ikke
nødvendigvis genets eller noget andet fysisk objekts overlevelse, der
er den fælles faktor mellem replikerende og ikke-replikerende gener.
Så det er strengt taget et stykke viden i stedet for en fysisk
genstand, der er tilpasset til en bestemt niche eller ej. Hvis det er
tilpasset, så har det den egenskab, at når det en gang er
indbygget i den niche, vil det have tendens til at forblive indbygget. Hos en
replikator bliver det fysiske materiale, den indeholder, hele tiden
ændret, da en ny kopi samles af ikke-replikerende materiale, hver gang
replikationen sker. Ikke-replikerende viden kan også med succes
indbygges i forskellige fysiske former, når f.eks. en gammel
lydoptagelse overføres fra en vinylplade til magnetisk bånd og
senere til cd. Man kunne forestille sig en anden kunstig
ikke-replikator-baseret organisme, som gjorde det samme ved at udnytte enhver
mulighed for at genkopiere viden i dens gener på det sikreste medium,
der var til rådighed. Måske vil vore efterkommere en dag
gøre det.
Jeg mener det ville være fordrejet, at kalde
organismerne i disse hypotetiske arter for 'livløse', men
terminologien er ikke så vigtig. Pointen er, at skønt alt kendt
liv er baseret på replikatorer, drejer fænomenet liv sig i
virkeligheden om kundskab. Vi kan give en definition af tilpasning direkte
ved hjælp af kundskab: en entitet er tilpasset sin niche, hvis den
indeholder kundskab, der forårsager at nichen holder den kundskab i eksistens.
Nu kommer vi tættere på grunden til, at livet er fundamentalt.
Liv handler om den fysiske legemliggørelse af viden og i kapitel 6
mødte vi en fysiklov, Turing princippet, som også handler om den
fysiske legemliggørelse af viden. Den siger, at det er muligt at
legemliggøre fysikkens love, som de gælder for hvert muligt
fysisk miljø, i programmer til en virtuel virkelighed generator. Gener
er sådanne programmer. Ikke alene det, men alle andre virtuel
virkelighed programmer, der eksisterer fysisk eller nogensinde vil eksistere,
er direkte eller indirekte virkninger af livet. For eksempel er de virtuel
virkelighed programmer, der kører på vore computere eller i vore
hjerner, indirekte virkninger af menneskeligt liv. Så livet er midlet -
antageligt et nødvendigt middel - ved hvilket de virkninger, der
henvises til i Turing princippet, er blevet gennemført i naturen.
Dette er opmuntrende, men det er ikke helt nok til at fastslå, at
livet er et fundamentalt fænomen. For jeg har endnu ikke
fastslået, at Turing princippet selv har status af en fundamental lov.
En skeptiker kunne argumentere for at det ikke er. Det er en lov om den
fysiske legemliggørelse af kundskab og skeptikeren kunne indtage det
synspunkt, at kundskab snarere er et provinsielt, antropocentrisk begreb end
et fundamentalt. Det vil sige, at det er en af de ting, der er
betydningsfulde for os på grund af det vi er - dyr, hvis
økologiske niche afhænger af at skabe og anvende kundskab - men
ikke betydningsfuldt i nogen absolut forstand. For en koala bjørn,
hvis økologiske niche afhænger af eukalyptus blade, er
eukalyptus betydningsfuld; for den kundskabs-brugende Homo Sapiens er
kundskab betydningsfuld.
Men skeptikeren ville tage fejl. Kundskab er ikke kun
betydningsfuld for Homo Sapiens eller kun på planeten Jorden.
Jeg har sagt, at om noget har en stor fysisk indflydelse ikke er
afgørende for, om det er fundamentalt i naturen. Men det er relevant.
Lad os overveje de astrofysiske virkninger af kundskab.
Teorien om stellar udvikling - stjerners struktur og
udvikling - er en af videnskabens succeshistorier. (Bemærk
sammenstødet i terminologien her. I fysik betyder ordet udvikling
udfoldelse eller helt enkelt bevægelse, ikke variation og selektion).
For kun et århundrede siden var selv kilden til Solens energi ukendt.
Tidens bedste fysik gav kun den falske konklusion, at hvad end dens
energikilde var, kunne Solen ikke have skinnet i mere end hundrede millioner
år. Det er interessant, at geologerne og palæontologerne, ud fra
fossile vidnesbyrd om, hvad livet havde foretaget sig, allerede vidste, at
Solen måtte have skinnet på Jorden i mindst en milliard år.
Så blev kernefysikken opdaget og den blev i stor detalje anvendt
på fysikken i stjerners indre. Siden da er teorien om stjerners
udvikling modnet. Vi forstår nu, hvad der får en stjerne til at
skinne. For de fleste typer stjerner kan vi forudsige hvilken temperatur,
farve, lysstyrke og diameter, den har på hvert trin i dens historie,
hvor længe hvert trin varer, hvilke grundstoffer stjernen skaber ved
kerneomdannelser og så videre. Denne teori er blevet afprøvet og
bekræftet af observationer af Solen og andre stjerner.
Vi kan bruge teorien til at forudsige den fremtidige
udvikling for Solen. Den siger, at Solen vil fortsætte med at skinne
med stor stabilitet i yderligere fem milliarder år eller der omkring;
så vil den udvide sig til omkring et hundrede gange sin nuværende
diameter og blive til en rød kæmpestjerne; så vil den
pulsere, lyse op som en nova, kollapse, afkøles og tilslut blive til
en sort dværg. Men vil alt det virkelig ske for Solen? Er enhver
stjerne, der blev dannet nogle få milliarder år før Solen,
med samme masse og sammensætning, allerede blevet til en rød
gigant, som teorien forudsiger? Eller er det muligt, at nogle tilsyneladende
ubetydelige kemiske processer på små planeter, der kredser om
disse stjerner, kunne ændre forløbet af kerne- og
gravitationsprocesserne, som har overvældende megen mere masse og
energi?
Hvis Solen bliver til en rød gigant, vil den
indhylle og ødelægge Jorden. Hvis nogen af vore efterkommere.
fysiske eller intellektuelle, stadig er på Jorden til den tid,
ønsker de måske ikke, at det skal ske. De ville måske
gøre alt, hvad der står i deres magt, for at forhindre det.
Er det indlysende, at de ikke ville være i
stand til det? Vores nuværende teknik er bestemt alt for ubetydelig til
at klare det job. Men hverken vor teori om stjerneudvikling eller nogen anden
fysik, vi kender, giver os nogen grund til at tro, at opgaven er umulig.
Tværtimod ved vi allerede i store træk, hvad det ville
indebære (nemlig fjernelsen af stof fra Solen). Og vi har adskillige
milliarder år til at gøre vore halvfærdige planer perfekte
og udføre dem i praksis. Hvis det skulle lykkes for vore efterkommere
at redde sig på denne måde, så vil vor nuværende
teori om stjerners udvikling give et helt forkert svar, når den
anvendes på en særlig stjerne, Solen. Og grunden til at den giver
det forkerte svar er, at den ikke tager hensyn til livets virkning på
stjerners udvikling. Den tager hensyn til så fundamentale fysiske
virkninger som kerne- og elektromagnetiske kræfter, gravitation,
hydrostatisk tryk og strålingstryk - men ikke liv.
Det forekommer sandsynligt, at den form for viden,
der kræves for at kontrollere Solen på denne måde, ikke
kunne udvikle sig alene gennem naturlig selektion, så det må
specifikt være intelligent liv, af hvis tilstedeværelse
Solens fremtid afhænger. Nu kan man indvende, at det er en enorm og
ubegrundet antagelse, at intelligens vil overleve på Jorden i
adskillige milliarder år og selv om det gør, er det en
yderligere antagelse, at det så vil besidde den viden, der er
nødvendig for at kontrollere Solen. Et aktuelt synspunkt er, at
intelligent liv på Jorden selv nu er i fare for at
ødelægge sig selv, hvis ikke ved atomkrig så ved en
katastrofisk side-virkning af teknologisk eller videnskabelig forsknings
fremskridt. Mange folk mener, at hvis intelligent liv skal overleve på
Jorden, vil det kun gøre det ved at undertrykke teknologiske
fremskridt. Så de kunne frygte, at udviklingen af den krævede
teknologi til regulering af stjerner ikke passer til overlevelse længe
nok til at bruge den teknologi og derfor, at skæbnen for liv på
Jorden er, på den ene eller anden måde, ikke at påvirke
Solens udvikling.
Jeg er sikker på, at denne pessimisme er
forkert og, som jeg vil forklare i Kapitel 14, er der enhver mulig grund til
at gætte på, at vore efterkommere med tiden vil kontrollere Solen
og meget mere. Det skal indrømmes, at vi hverken kan forudse deres
teknik eller deres ønsker. De vælger måske at redde sig
selv ved at emigrere fra Solsystemet eller ved at fryse Jorden eller ved
mange andre metoder, som vi ikke kan forestille os, som ikke involverer
fusken med Solen. På den anden side ønsker de måske at
kontrollere Solen meget tidligere end det ville kræves for at
forhindre, at den gik ind i sin fase som rød gigant (for eksempel
beherskelse af dens energi mere effektivt eller for at drive minedrift efter råmaterialer
til forøgelse af pladsen til at leve på for sig selv).
Imidlertid afhænger dette punkt ikke af vor evne til at kunne
forudsige, hvad der vil ske, men kun af vort forslag om, at det, der vil ske,
vil afhænge af, hvilken kundskab vore efterkommere har og af, hvordan
de vælger at bruge den. Man kan således ikke forudsige Solens
fremtid uden at tage stilling til livets fremtid på Jorden og
især til kundskabens fremtid. Solens farve om ti milliarder år
afhænger af gravitation og strålingstryk, af konvektion og
kernesyntese. Den afhænger overhovedet ikke af Venus' geologi, Jupiters
kemi eller kraternes mønstre på Månen. Men den
afhænger af, hvad der sker med intelligent liv på planeten
Jorden. Den afhænger af politik, økonomi og resultaterne af
krige. Den afhænger af, hvad folk gør: hvilke beslutninger de
tager, hvilke problemer de løser, hvilke værdier de tager op og
af, hvordan de opfører sig overfor deres børn.
Man kan ikke undgå denne konklusion ved at
antage en pessimistisk teori om udsigterne for vor overlevelse. En sådan
teori følger ikke af fysikkens love eller fra noget andet fundamentalt
princip, vi kender og kan kun retfærdiggøres i menneskelige
termer på højt niveau (som 'videnskabelig viden er løbet
fra moralsk kundskab' eller lignende). Så når man argumenterer ud
fra en sådan teori medgiver man implicit, at teorier om menneskelige
gøremål er nødvendige for at gøre astrofysiske
forudsigelser. Og selv hvis den menneskelige race fejler i sine anstrengelser
for at overleve, gælder den pessimistiske teori så for hver udenjordisk
intelligens i universet? Hvis ikke - hvis noget intelligent liv, i en eller
anden galakse, vil lykkes engang med at overleve i milliarder af år -
så er livet signifikant i universets store fysiske udvikling.
Gennem hele vor galakse og multiverset afhænger
stjerneudvikling af om og hvor intelligent liv har udviklet sig og hvis det
er sådan, af resultatet af dets krige og hvordan det behandler sine
børn. For eksempel kan vi groft forudsige, hvilke proportioner af
stjerner af forskellige farver (mere præcist, af forskellige spektrale
typer) der skulle være i galaksen. For at gøre det vil vi
være nødt til at gøre nogle antagelser om, hvor meget
intelligent liv der er derude og hvad det har lavet (nemlig, at det ikke har
slukket for mange stjerner). I øjeblikket er vore observationer
konsistente med, at der ikke er noget intelligent liv uden for vort
Solsystem. Når vore teorier om vor galakses struktur yderligere
forfines, vil vi kunne gøre mere præcise forudsigelser, men igen
kun på grundlag af antagelser om fordelingen og adfærden af
intelligens i galaksen. Hvis disse antagelser er unøjagtige, vil vi
forudsige den forkerte fordeling af spektraltyper lige så sikkert, som
hvis vi skulle lave en fejl om sammensætningen af interstellare gasser
eller om brintatomets masse. Og hvis vi detekterer visse anomalier i
fordelingen af spektraltyper, kunne det være vidnesbyrd om
tilstedeværelsen af udenjordisk intelligens.
Kosmologerne John Barrow og Frank Tipler har
overvejet de astrofysiske virkninger, som livet ville have, hvis det
overlevede længe efter det tidspunkt, hvor Solen ellers ville
blive til en rød gigant. De har fundet, at livet med tiden ville
gøre store kvalitative ændringer i galaksens struktur og senere
i hele universets struktur. (Jeg vil vende tilbage til disse resultater i
Kapitel 14).Så endnu en gang skal enhver teori om universets struktur i
alle undtaget dets tidligste stadier tage stilling til, hvad livet vil eller
ikke vil gøre da. Der er ingen vej uden om: universets fremtidige
historie afhænger af kundskabens fremtidige historie. Astrologer
plejede at tro, at kosmiske begivenheder influerer på menneskelige
forhold; videnskaben troede i århundreder, at det ene ikke influerer
på det andet. Nu ser vi, at menneskelige forhold influerer på
kosmiske hændelser.
Det er værd at overveje, hvor vi gik galt, da
vi underestimerede livets fysiske betydning. Det var ved at være for
provinsielle. (Det er ironisk, fordi den gamle enighed undgik vor fejltagelse
ved at være endnu mere provinsiel). I universet som vi ser det
har livet ikke påvirket noget af astrofysisk betydning. Vi ser
imidlertid kun fortiden og det er kun fortiden af det, der rumligt er os
nær, vi ser i nogen detalje. Jo længere vi ser ind i universet,
jo længere tilbage ser vi i tiden og jo færre detaljer ser vi.
Men selv hele fortiden - universets historie fra Big Bang til nu - er kun en
lille del af den fysiske virkelighed. Der er mindst ti gange så megen
historie tilbage, mellem nu og Big Crunch (hvis det sker) og sandsynligvis en
hel del mere, for ikke at tale om de andre universer. Vi kan ikke observere
noget af dette, men når vi anvender vore bedste teorier på
stjernernes fremtid og galaksernes og universets, finder vi masser af
mulighed for indflydelse for livet og,i længden, mulighed for at
dominere alt hvad der sker, ligesom det nu dominerer Jordens biosfære.
Det konventionelle argument for livets ubetydelighed
lægger for megen vægt på store mængder som
størrelse, masse og energi. I den provinsielle fortid og nutid var og
er disse gode mål for astrofysisk betydning, men der er i fysikken
ingen grund til, at det skulle vedblive at være sådan. Desuden
giver biosfæren selv rigelige modeksempler på den almene
anvendelighed af sådanne mål for betydning. I det tredje
århundrede F. Kr., f.eks., var den menneskelige races masse omkring ti
millioner tons. Man kunne derfor konkludere, at det er usandsynligt at
fysiske processer, der forekom i det tredje århundrede F. Kr. og som
involverede bevægelsen af mange gange den masse, kunne have været
påvirket på betydelig måde af tilstedeværelsen eller
fraværet af menneskelige væsner. Men den Store Kinesiske Mur,
hvis masse er omkring tre hundrede millioner tons, blev bygget på den
tid. Flytning af millioner af ton klippe er den slags menneskelige
væsener gør hele tiden. I vore dage kræver det kun nogle
få dusin mennesker at udgrave en million-tons jernbane
gennemskæring eller tunnel. (Pointen bliver endnu stærkere, hvis
vi laver en mere fair sammenligning, mellem flyttet klippemasse og massen af
den lille del af ingeniørens eller kejserens hjerne, som
legemliggør ideerne eller memerne, der forårsager at klipperne
flyttes). Den menneskelige race som helhed (eller om du vil, dens lager af
memer) har sandsynligvis allerede viden nok til at ødelægge hele
planeter, hvis dens overlevelse afhang af det. Selv ikke-intelligent liv har
omdannet Jordens overflade og atmosfære i en skala, der er enorm i
forhold til sin egen masse. Al ilten i vor atmosfære f.eks. - omkring
et tusind billioner tons - blev skabt af planter og blev derfor en
sidevirkning af genernes replikation, dvs. molekyler, som var efterkommere af
et enkelt molekyle. Liv opnår sine virkninger, ikke ved at være
større, mere massivt eller mere energisk end andre fysiske processer,
men ved at være mere kundskabsrigt. Udtrykt ved hjælp af dens
store virkning på resultatet af fysiske processer, er kundskaben mindst
så signifikant som nogen anden fysisk mængde.
Men er der, som de gamle antog, at der måtte
være i livets tilfælde, en grundlæggende fysisk forskel
mellem kundskabsbærende og ikke-kundskabsbærende genstande, en
forskel, som hverken afhænger af genstandenes miljøer eller af
deres virkning på den fjerne fremtid, men kun af genstandenes
umiddelbare fysiske attributter? Det er bemærkelsesværdigt, at
det er der. For at se hvad det er, må vi indtage multiverssynspunktet.
Overvej DNA hos en levende organisme som en
bjørn og antag, at et eller andet sted i et af dens gener finder vi
sekvensen TCGTCGTTTC. Den særlige streng af ti molekyler, i den
specielle niche, der består af resten af genet og dets niche, er
en replikator. Den legemliggør en lille, men betydningsfuld,
mængde kundskab. Antag nu, for argumentets skyld, at vi kan finde et
affalds-DNA (ikke-gen) segment i bjørnens DNA, som også har
sekvensen TCGTCGTTTC. Denne sekvens er det ikke desto mindre ikke værd
at kalde en replikator, fordi den næsten ikke bidrager til sin
replikation og den ikke legemliggør nogen kundskab. Så her har
vi to fysiske genstande, som begge er segmenter i den samme DNA kæde,
af hvilke den ene legemliggør kundskab og den anden er en
tilfældig sekvens. Men de er fysisk identiske. Hvordan kan viden
være en fundamental fysisk mængde, hvis én genstand har
det, medens en fysisk identisk genstand ikke har det?
Det kan den, fordi disse to segmenter i virkeligheden
ikke er identiske. De ser kun identiske ud, når de betragtes fra nogle
universer, som vores. Lad os se på dem igen, som de forekommer i andre
universer. Vi kan ikke direkte observere andre universer, så vi
må bruge teorien.
Vi ved at DNA i levende organismer naturligt er underlagt tilfældige
fluktuationer - mutationer - i rækkefølgen af A, C, G og
T molekyler. Ifølge evolutionsteorien afhænger tilpasningerne i
gener, og derfor selve genernes eksistens, af, at der er sket sådanne
mutationer. På grund af mutationer indeholder populationer af ethvert
gen en grad af variation og individer, der bærer gener med en
højere grad af tilpasning, tenderer mod at have mere afkom end andre
individer. De fleste variationer i et gen gør det ude af stand til at
forårsage dets replikation, fordi den ændrede
rækkefølge ikke længere instruerer cellen til at lave
noget nyttigt. Andre gør kun replikationen mindre sandsynlig (dvs. de
indsnævrer genets niche). Men nogen kan tilfældigvis
legemliggøre nye instruktioner, der gør replikationen mere
sandsynlig. Således finder naturlig udvælgelse sted. Med hver
generation af variation og replikation tenderer graden af tilpasning af de
overlevende gener mod at vokse. En tilfældig mutation forårsaget
af f.eks. et nedslag af kosmisk stråling, forårsager variation
ikke blot indenfor populationen af organismen i et univers men også
mellem universer. En kosmisk 'stråle' er en højenergi subatomar
partikel og som en foton udsendt fra en lommelygte rejser den i forskellige
retninger i forskellige universer. Så når en partikel fra kosmisk
stråling rammer en DNA streng og forårsager en mutation, rammer
nogle af dens kopier i andre universer helt forbi deres kopier af DNA strengen,
mens andre rammer den i forskellige positioner og forårsager derfor
forskellige mutationer. Således vil et enkelt nedslag af en kosmisk
stråle alment forårsage fremkomsten af et stort område af
forskellige mutationer i forskellige universer.
Når vi overvejer en særlig genstands
udseende i andre universer, skal vi se så langt væk i
multiverset, at det er umuligt at identificere en genpart af den genstand i
dens univers. Tag f.eks. et DNA segment. I nogle universer er der slet ingen
DNA molekyler. Nogle af de universer, der indeholder DNA, er så ulig
vort eget, at der ikke findes nogen måde, hvorpå man kan
identificere, hvilket DNA segment i det andet univers, der svarer til det, vi
betragter i dette univers. Det er meningsløst at spørge,
hvordan vort særlige DNA segment ser ud i et sådant univers,
så vi må kun betragte universer, der er tilstrækkeligt lig
vort eget for at undgå, at denne vilkårlighed opstår. For
eksempel kunne vi nøjes med at betragte universer, i hvilke der findes
bjørne og i hvilke en prøve af DNA fra en bjørn er
placeret i en analysemaskine, der er programmeret til at udskrive ti
bogstaver, der repræsenterer strukturen på en bestemt position
relativt til visse kendemærker på en specificeret DNA streng. Den
følgende diskussion ville ikke blive påvirket af, at vi valgte
et andet fornuftigt kriterium til at identificere tilsvarende segmenter DNA i
nærliggende universer.
Ved ethvert sådant kriterium skal
bjørnens gensegment have den samme sekvens i næsten alle
nærliggende universer, som det har i vort. Det er fordi, det antageligt
er yderst tilpasset, hvilket betyder, at de fleste varianter af det ikke
ville lykkes med at få sig selv kopieret i de fleste varianter af deres
miljø og derfor ikke kunne dukke op på den position i DNA af en
levende bjørn. Modsat gælder det, at når det
ikke-kundskabsbærende DNA segment gennemgår næsten enhver
mutation, er den muterede version stadig i stand til at blive kopieret.
Gennem generationer af replikationer vil der være sket mange mutationer
og de fleste vil ikke have haft nogen virkning på replikationen. Derfor
vil affalds DNA segmentet, ulig sin modpart i genet, være grundigt
uensartet i forskellige universer. Det kan være, at enhver mulig
variation af dets sekvens er ligeligt repræsenteret i multiverset (det
er, hvad vi ville mene med, at dets sekvens er strengt tilfældig).
Så multivers perspektivet afslører
yderligere fysisk struktur i bjørnens DNA. I dette univers indeholder
det to segmenter med sekvensen TCGTCGTTTC. En af dem er del af et gen, medens
den anden ikke er del af noget gen. I de fleste andre nærliggende
universer har det første af de to segmenter den samme sekvens,
TCGTCGTTTC, som den har i vort univers, men det andet segment varierer meget
mellem nærliggende universer. Så fra multivers perspektivet er de
to segmenter slet ikke det fjerneste lig hinanden. (Figur 1).
FIGUR
1. Multivers billede af to DNA segmenter som tilfældigvis er
identiske i vort univers, et tilfældigt og et fra et gen..
Igen var vi for provinsielle og blev ført
til den falske konklusion, at kundskabsbærende entiteter kan være
fysisk identiske med ikke-kundskabsbærende; og derefter såede
dette tvivl om kundskabens fundamentale status. Men nu er vi kommet
næsten hele vejen rundt. Vi kan se, at den gamle ide, at levende stof
har særlige fysiske egenskaber, var næsten sand: det er ikke
levende stof, men kundskabs-bærende stof, der er fysisk
specielt. Inde i et univers ser det uregelmæssigt ud; over-universer
har det en regelmæssig struktur, som et krystal i multiverset.
Så kundskab er trods alt en fundamental fysisk
egenskab og livets fænomen er det kun lidt mindre.
Lad os forestille os, at vi kigger gennem et
elektronmikroskop på et DNA molekyle fra en bjørnecelle og
prøver at skelne generne fra ikke-gen sekvenserne og prøver at
estimere graden af tilpasning af hvert gen. I ét univers er denne opgave
umulig. Egenskaben at være et gen - dvs. at være yderst tilpasset
- er, så vidt det kan detekteres i et univers, overvældende
kompliceret. Det er en emergent egenskab. Man ville skulle lave mange kopier
af DNA, med variationer, bruge genmanipulation til at skabe mange
bjørneembryoer til hver variant af DNA, lade bjørnene vokse op
og leve i en variation af miljøer, som repræsenterede
bjørnens niche og se, hvilke bjørne der havde succes med at
få afkom.
Men med et magisk mikroskop, som kunne se ind i andre
universer (hvilket jeg understreger ikke er muligt: vi bruger teori til at
forestille os - eller fremstille - det, vi ved må være der),
ville opgaven være let. Som i Figur 1 ville generne stå frem fra
ikke-generne, ligesom opdyrkede marker står frem fra junglen i et
luftfoto, eller som krystaller, der er vokset af en opløsning. De er
regelmæssige over mange nærliggende universer, medens alle
ikke-gen, affalds-DNA segmenterne er uregelmæssige. Hvad angår et
gens grad af tilpasning, er den næsten lige så let at estimere.
De bedre tilpassede gener vil have samme struktur over et bredere
område af universer - de vil have større 'krystaller'.
Tag nu til en fremmed planet og prøv at finde
de lokale livsformer, hvis der er nogen. Dette er igen en notorisk vanskelig
opgave. Man skulle udføre komplekse og skarpsindige eksperimenter,
hvis uendelige fælder har været emnet for mangen en science
fiction fortælling. Men hvis blot man kunne observere gennem et
multivers teleskop, ville livet og dets konsekvenser være indlysende
med ét blik. Man behøver kun kigge efter komplekse strukturer,
der forekommer uregelmæssige i ét univers, men er identiske over
mange nærliggende universer. Hvis man ser nogen, vil man have fundet
fysisk legemliggjort kundskab. Hvor der er viden, må der have
været liv, i det mindste i fortiden.
Sammenlign en levende bjørn med
stjernebilledet Store Bjørn. Den levende bjørn er anatomisk
meget ens i mange nærliggende universer. Det er ikke kun dens gener,
der har den egenskab, men hele dens krop (skønt andre attributter ved
dens krop, som vægt, varierer meget mere end dens gener; det er fordi,
f.eks., bjørnen i forskellige universer har været mere eller
mindre heldig i sin søgen efter føde). Men i stjernebilledet
Store Bjørn er der ingen sådan regelmæssighed fra et
univers til et andet. Stjernebilledets form er et resultat af
begyndelsesforholdene i den galaktiske gas, fra hvilken stjernerne dannedes.
Disse forhold var tilfældige - meget forskellige i forskellige
universer, på et mikroskopisk niveau - og processen med dannelse af
stjerner fra den gas involverede forskellige ustabiliteter, som
forstærkede variationernes skala. Som resultat eksisterer det
stjernemønster, vi ser i stjernebilledet, kun i et meget snævert
område af universer. I de fleste nære varianter af vort univers
er der også stjernebilleder på himlen, men de ser anderledes ud.
Lad os til slut kigge rundt i universet på
lignende måde. Hvad vil fange vort magisk forbedrede blik? I et enkelt
univers er de mest slående strukturer galakser og hobe af galakser. Men
disse genstande har ingen skelnelig struktur over multiverset. Hvor der er en
galakse i et univers, er der hobet en mængde galakser, med helt
forskellige geografier, sammen i multiverset. Og sådan er det overalt i
multiverset. Nærliggende universer ligner kun hinanden i visse store
kendetegn, som krævet af fysikkens love, som gælder for dem alle.
Således er de fleste stjerner temmelig nøjagtigt kugleformede
overalt i multiverset og de fleste galakser har spiral- eller elliptisk form.
Men intet strækker sig langt ind i andre universer uden, at dets
detaljerede struktur ændrer sig til ukendelighed. Undtaget de få
steder, hvor der er legemliggjort kundskab. På sådanne steder
strækker genstande sig tydeligt over store antal universer. Måske
er Jorden et sådant sted i vort univers, for tiden. Under alle
omstændigheder står sådanne steder frem, i den forstand,
jeg har beskrevet, som stedet for processerne - liv og tanke - der har
frembragt de største distinkte strukturer i multiverset.
Terminologi
replikator: En entitet der forårsager, at visse
miljøer laver kopier af den.
gen: En molekylær replikator. Livet på Jorden er
baseret på gener, der er DNA strenge (RNA i tilfældet med vira).
mem: En ide, som er en replikator, som en joke eller en
videnskabelig teori.
niche: En replikators niche er sættet af alle mulige
miljøer i hvilke replikatoren ville forårsage sin egen
replikation. En organismes niche er sættet af alle mulige
miljøer og livs-stile i hvilke den ville leve og reproducere.
tilpasning: Graden i hvilken en replikator er tilpasset en niche er
den grad med hvilken den forårsager sin egen replikation i den niche.
Mere alment er en entitet tilpasset sin niche i den udstrækning, at den
indeholder viden, som forårsager, at nichen holder den viden i
eksistens.
Sammendrag
Videnskabelig fremgang synes siden Galileo at have modbevist den gamle
ide, at livet er et fundamentalt naturfænomen. Forskningen har
afsløret universets uhyre størrelse, sammenlignet med Jordens
biosfære. Moderne biologi synes at have bekræftet denne
gendrivelse ved at forklare levende processer ved hjælp af
molekylære replikatorer, gener, hvis adfærd styres af de samme
fysiklove som gælder for livløst stof. Ikke desto mindre er
livet forbundet med et fundamentalt fysikprincip - Turing princippet - da det
er det første middel til virkeliggørelse af virtuel virkelighed
i naturen. Livet er også, på trods af udseendet, en
betydningsfuld proces på de største skalaer af tid og rum.
Livets fremtidige adfærd vil bestemme stjerner og galaksers fremtidige
adfærd. Og på den største skala eksisterer
regelmæssige strukturer tværs over universerne, hvor
viden-bærende stof, som hjerner og DNA gensegmenter, har udviklet sig.
Denne direkte forbindelse mellem evolutionsteorien og kvanteteorien er,
for mig, en af de mest slående og uventede blandt de mange forbindelser
mellem de fire tråde. En anden er eksistensen af en selvstændig
beregningens kvanteteori, som ligger under den eksisterende
beregningsteori. Den forbindelse er emnet for det næste kapitel.
Oversat fra The Significance of Life, The Fabric of Reality, The
Science of Parallel Universes - and Its Implications, David Deutsch, Penguin
Books, 1998. [Boganmeldelse af Bryce DeWitt].
Illustrationer gentegnet i Claris Works.
10. juni, 2000.
Indhold
Tid: Det første kvantebegreb :Én
sti: Københavnertolkningen af kvantemekanik
Index
|